




下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、一、緒論 11.1 凸輪機構(gòu)概述 11.2 凸輪機構(gòu)課題研究背景及意義 11.3 凸輪三維造型技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 31.4于特征的凸輪機構(gòu) CAD 開發(fā)的程序設(shè)計 32、1 系統(tǒng)開發(fā)平臺 32、2 盤形凸輪基圓半徑的確定 32、3 設(shè)計凸輪輪廓曲線 42、4 盤形凸輪 CAM52、5 舉例及應(yīng)用一偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計7三、實例模型一一基于凸輪機構(gòu) CAD 特征的三維設(shè)計與實現(xiàn)83、1 盤形凸輪輪廓設(shè)計 83、2 凸輪機構(gòu)動態(tài)模擬 14四、總結(jié) 15五、參考文獻(xiàn) 161 緒論 1、1 凸輪機構(gòu)概述低副機構(gòu)一般只能近似地實現(xiàn)給定運動規(guī)律,而且設(shè)計較為復(fù)雜。當(dāng)從動件的位移、速度和加速
2、度必須嚴(yán)格地按照預(yù)定規(guī)律變化,尤其當(dāng)原動件作連續(xù)運動而從動件必須作間歇運動時,則以采用凸輪機構(gòu)最為簡便。凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件或從動件系統(tǒng)和機架組成,凸輪通過直接接觸將預(yù)定的運動傳給從動件。凸輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單,可以準(zhǔn)確實現(xiàn)要求的運動規(guī)律等優(yōu)點。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計凸輪的輪廓曲線,就可以使推桿得到各種預(yù)期的運動規(guī)律。在各種機械,特別是自動機械和自動控制裝置中,廣泛地應(yīng)用著各種形式的凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)之所以能在各種自動機械中獲得廣泛的應(yīng)用,是因為它兼有傳動、導(dǎo)引及控制機構(gòu)的各種功能。當(dāng)凸輪機構(gòu)用于傳動機構(gòu)時,可以產(chǎn)生復(fù)雜的運動規(guī)律,包括變速范圍較大的非等速運動,以及暫時停留或各種步進(jìn)運動;凸輪機構(gòu)也適
3、宜于用作導(dǎo)引機構(gòu),使工作部件產(chǎn)生復(fù)雜的軌跡或平面運動;當(dāng)凸輪機構(gòu)用作控制機構(gòu)時,可以控制執(zhí)行機構(gòu)的自動工作循環(huán)。因此凸輪機構(gòu)的設(shè)計和制造方法對現(xiàn)代制造業(yè)具有重要的意義。1、2 凸輪機構(gòu)課題研究背景及意義早期的工程技術(shù)人員大多采用作圖法繪制凸輪輪廓,這種方法的效率低、精度差、很難精確地得到壓力角和曲率半徑等設(shè)計參數(shù)。在 CAD 二維設(shè)計階段, CAD 的作用僅僅是使工程人員得以擺脫煩瑣、 精度低的手工繪圖,可重復(fù)利用已有的設(shè)計方案。而如今的 CAD 三維設(shè)計與CAM 集成化,使工程人員可以從三維建模開始,進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)思設(shè)計和制圖,實現(xiàn)了設(shè)計數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)缴a(chǎn)的過程,大大簡化了手工工作環(huán)節(jié)。由于計算
4、機技術(shù)和各種數(shù)值計算的發(fā)展,使得很多方面的研究得以深入。利用參數(shù)化技術(shù)三維 CAD 可以繪制精確的凸輪。參數(shù)化設(shè)計具有造型精確,造型速度快,避免了手工取點造型的復(fù)雜過程,完成三維實體模型可以不斷的修改的特點。由于電子技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在某些設(shè)備的控制元件可以采用電子元器件,但他們一般只能傳遞較小的功率,而凸輪機構(gòu)卻能在實現(xiàn)控制功能的同時傳遞較大的功率。因此,凸輪機構(gòu)在生產(chǎn)中具有無可替代的優(yōu)越性,尤其在高速度、高精度傳動與分度機構(gòu)及引導(dǎo)機構(gòu)中,更有突出的優(yōu)點??梢哉f,對凸輪機構(gòu)的進(jìn)一步研究,特別是對高速凸輪機構(gòu)及其動力學(xué)問題的進(jìn)一步研究,是長期、持續(xù)并有重大意義的工作。現(xiàn)代三維 CAD 已經(jīng)輻射到對
5、整個制造企業(yè)生產(chǎn)、 管理進(jìn)行全方位的輔助, 對制造業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。1、3 凸輪三維造型技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩rCAD 技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,利用 CAD 技術(shù)可以起到提高企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案、減輕技術(shù)人員的勞動強度、縮短設(shè)計周期、加強設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化等作用。本文在研究基于特征的三維 CAD 理論的基礎(chǔ)上,開發(fā)出一個擴(kuò)充性、開放性、復(fù)用性和維護(hù)性良好的 CAD 軟件系統(tǒng)。并在 CAD 技術(shù)理論和 CAD 軟件體系結(jié)構(gòu)上,做出了許多具有重要意義的工作。本課題利用了基于 Windows 平臺開發(fā)的 VisualBasic 語言來進(jìn)行凸輪的參數(shù)化設(shè)計。程序的目的就是在VisualB
6、asic 中輸入凸輪的有關(guān)參數(shù),由 SolidWorks2005 來自動生成凸輪實體。程序提供了良好的輸入界面,操作簡單、方便。與以往的手工凸輪設(shè)計相比較,參數(shù)化的設(shè)計方法具有效率高,凸輪輪廓精度高,設(shè)計時間短等特點。二、基于特征的凸輪機構(gòu) CAD 開發(fā)的程序設(shè)計2、1 系統(tǒng)開發(fā)平臺CAXA 電子圖板(下稱 EB)是一個通用的二維 CAEB 件, 它有一個很好的功能-畫公式曲線, 只要在公式曲線的對話框中填入曲線公式及相關(guān)參數(shù)就可以畫出曲線。這樣就可以很容易地完成凸輪廓形曲線的設(shè)計,而無需任何形式的語言編程。下面介紹作圖法設(shè)計盤形凸輪的過程,其中的所有作圖過程完全是在 EB 上交互作圖完成。已
7、知推桿運動規(guī)律 S、最大行程 h 或 0max 以及升程許用壓力角%1和回程許用壓力角%2,用作圖法設(shè)計盤形凸輪輪廓有兩個步驟:先要確定凸輪基圓半徑 r0,然后再求凸輪輪廓廓形。2、2 盤形凸輪基圓半徑的確定2、2、1 直動推桿盤形凸輪的最小基圓半徑首先在直角坐標(biāo)系中作曲線 CX=SY=dS/dS其中 S=S(S),5 為凸輪轉(zhuǎn)角。此曲線可用 EB 的公式曲線功能來實現(xiàn)。其次作兩條直線與 X 軸成升程許用壓力角%1和回程許用壓力角%2,且與所作曲線相切,則有交點 A,那么就有 OA=r0min,如圖1 所示。圖 1 中陰影部分為凸輪回轉(zhuǎn)中心的可行區(qū)。以此為基礎(chǔ)將偏心距 e 及 OA 進(jìn)行圓整,
8、就可確定基圓半徑,即取 r0=OA12、2、2 擺動推桿盤形凸輪的最小基圓半徑由文獻(xiàn)1可知,先在直角坐標(biāo)系中作曲線 C1X=pcos0Y=psin0 且p=L(1+d(|)/d8)0=(|),其中擺桿的擺角 0=0(S),L 為擺桿的長度。如圖 2 所示,用 EB 的圓形陣列畫法過 O 點在最大擺動角max 做 N 條等分射線,與曲線的推程和回程段分別交于 DC 點。再過 D 點做直線 mmW 直線OD 成 0 角(0=90-%1),過 C 點做直線 nn 與直線 OC 成 01 角(01=90-%2),則圖 2 中的陰影部分為凸輪回轉(zhuǎn)中心的可行區(qū),且 O1A=r0min。以此為基礎(chǔ)將 O1A
9、 及中心距 a 進(jìn)行圓整,就可得到基圓半徑 r0=O2A2、3 設(shè)計凸輪輪廓曲線當(dāng)確定了凸輪基圓半徑 r0,并已知推桿運動規(guī)律及盤形凸輪輪廓曲線的解析公式1,就可用 EB 中的公式曲線功能來畫出凸輪輪廓曲線。2、3、1 直動滾子推桿盤形凸輪設(shè)計先作出滾子中心的理論輪廓曲線。X=(S0+S)sinS+e-cosSY=(S0+S)cosS+e-sinS其中,因為工作廓線與理論廓線在法線方向的距離處處相等,且等于滾子半徑。那么工作廓線為理論廓線的等距線。為了確定滾子半徑 rr,用三點畫圓的畫法在理論輪廓曲線曲率最大的位置取三點求出pmin,使rr=0.8pmin。這樣一來,在 EB 中作出理論廓線,
10、再用 EB 中的畫等距線的功能畫出工作廓線(距離為 rr),則完成了該凸輪的輪廓曲線設(shè)計。2、3、2 對心平底推桿(平底與推桿軸線垂直)盤形凸輪設(shè)計根據(jù)反轉(zhuǎn)法作圖法可知,推桿平底與凸輪切點的軌跡為凸輪的輪廓曲線。此時,平面凸輪機構(gòu)壓力角與凸輪的基圓半徑及從動件的運動規(guī)律無關(guān)?;鶊A半徑由實際工作情況決定,其廓形曲線的解析方程為:X=(r0+s)sinS+(dS/dS)cosSY=(r0+s)cosS-(dS/dS)sinS 式中 S=S(S)。2、3、3 擺動滾子推桿盤形凸輪設(shè)計已知擺桿的長度 L,擺桿運動規(guī)律 0=0(S)o先由上述方法確定基圓r0 以及中心距 a。然后作出滾子中心 B 點的理
11、論輪廓曲線,曲線方程如下:X=a-sin8-L-sin(8+(|)+d0)Y=a-cos8-L-cos(S+0)利用 EB 繪出理論廓線后,再確定滾子半徑 rr 的數(shù)值,然后做它的等距線,則為此凸輪的實際輪廓曲線。有了凸輪廓形曲線之后,再進(jìn)行其結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸標(biāo)注等工作就完成了凸輪設(shè)計。2、4 盤形凸輪 CAM盤形凸輪的廓形曲線為二維曲線,可采用兩軸聯(lián)動的數(shù)控銃(或加工中心)、線切割機床加工,具加工程序可采用通用的 CAM 軟件自動編制。本文選用 CAXAC 列 CA 湫件中的數(shù)控銃(MILL)及線切割(WEDM 進(jìn)行加工程序編制。2、4、1CAD/CA 激據(jù)轉(zhuǎn)換CAXA-EB 勺圖形文彳格式為
12、*EXB。由于開發(fā)時間的先后及版本不同,不同版本的 EB 圖形文件不一定能被 CAX 麻列的 CAMC 件直接讀取。因此圖形數(shù)據(jù)應(yīng)使用 DXF 接口進(jìn)行交換。 先在 EB 中將圖形用數(shù)據(jù)接口中的 DXFOUT令以 DX 嘴式輸出,然后在 CA 峨件中用數(shù)據(jù)接口中的 DXFIN 命令讀入。盡管 EB 的圖形可能是用某一個非 1:1 的比例繪制的,但其轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)仍是1:1 的原始數(shù)據(jù), 這就可以保證由 CA 楸件生成的 NC 代碼所加工的凸輪尺寸的正確性。2、4、2 加工代碼的生成當(dāng)用 CA 楸件從 CAD 勺圖形文件中讀入了凸輪廓形曲線數(shù)據(jù)之后, 就可以進(jìn)行加工程序編制。其過程如下:先交互指定
13、欲加工的廓形曲線及走刀方向、加工側(cè),并給出加工參數(shù),計算機自動計算出刀位軌跡;必要時可以對生成的刀位軌跡進(jìn)行編輯修改,在計算機屏幕上進(jìn)行加工過程仿真;最后根據(jù)選用的數(shù)控機床交互輸入后置處理數(shù)據(jù),計算機自動生成加工代碼。線切割加工有快走絲、慢走絲兩種不同類型的控制系統(tǒng)(機床)。國產(chǎn)快走絲機床采用 3B 格式代碼程序,而慢走絲機床采用 G 代碼程序。因此,應(yīng)用 CAXA-WED 除件編制凸輪廓形線切割程序時,若用快走絲加工,不需填寫后置處理參數(shù)表;若用慢走絲機床,則要按 WEDMf 通用后置輸入?yún)?shù)值。采用數(shù)控銃加工凸輪廓形時, 應(yīng)用 CAXA-MILL寫加工程序, 當(dāng)指定了欲加工的廓形曲線后,應(yīng)
14、輸入加工參數(shù),如刀具參數(shù)、加工精度、插補方式等。 CAXA-MILL 的后置處理是一個通用后置, 使用時應(yīng)按所選機床輸入相關(guān)的參數(shù)。使用 CAX 原列 CA 喊件編寫加工程序非常簡單,本文不作詳述。2、5 舉例及應(yīng)用設(shè)計一偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)。凸輪角速度(o1=1rad/s,逆時針轉(zhuǎn)向,推桿最大行程 h=25mm 凸輪推程運動角 50=120,運動規(guī)律為正弦加速度運動,遠(yuǎn)休止角 S01=60,凸輪回程運動規(guī)律為余弦加速度運動,回程運動角度 5=120,近休止角 S02=60,許用壓力角%1=30、%2=60。(1)確定理論輪廓曲線的基圓半徑由前述方法,作出確定基圓半徑的曲線。推程:X=
15、25(3S/2 兀)-sin(35)/2 兀Y=251-cos(35)/(2 兀/3)(052 兀/3)回程:X=251+cos(3S/2)/2Y=-25 兀 sin(3S/2)/(4 兀/)(052 兀/3)用 EB 做圖可得 r0min=OO1=15.584mm 且 O1 點 e=11.416mm 取整后可在可行區(qū)內(nèi)取一點 r0=20mme=10mm 則 S0=17.32mm(2)做凸輪的輪廓曲線凸輪的理論輪廓曲線方程為分段方程。推程:X=17.32+25(3S/2 兀)-sin(35)/2兀sinS+10cosSY=17.32+25(3S/2 兀)-sin(35)/2 兀cosS-10s
16、inS 式中0S2%/3o回程:X=17.32+251+cos(3(S-兀)/2)/2sinS+10cosSY=17.32+251+cos(3(S-兀)/2)/2cosS-10sinS 式中Tt(557t/3o遠(yuǎn)、近休止部分為兩段以 O 為圓心的圓弧曲線。然后在凸輪理論輪廓曲線上作出 pmin=13.5mm 所以可取 rr=5mmt 最后做出凸輪實際輪廓曲線(如圖 3 所示)。圖 4 為此凸輪的零件圖三、基于特征的三維凸輪機構(gòu)CAD 的設(shè)計與實現(xiàn)凸輪在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。對于各種不同的機械,凸輪工作輪廓可以用解析法設(shè)計,也可以用圖解法繪制。當(dāng)用解析法設(shè)計時,必須針對某一特定形式專門編程計算,耗時巨
17、大,且程序重復(fù)使用的可能性很小。而圖解法簡單易行,一般的機械用圖解法設(shè)計已能滿足使用要求。3、1 盤形凸輪輪廓設(shè)計下面以尖頂對心直動從動件盤形凸輪為例,介紹凸輪輪廓設(shè)計的全過程。已知凸輪以等角速度順時針方向轉(zhuǎn)動, 基圓半徑 rb=30min,從動件運動規(guī)律如表 1 所示。表 1 從動件運動規(guī)律凸輪轉(zhuǎn)角/口-叱孫 1 刃/150-330330-360從動性運融等速上升 30 岸 停止不動口等加速等減速下降到原處, 停止不動/1、創(chuàng)建基圓與從動件在新建的.max 文件中,用 ciecle 命令創(chuàng)建半徑為 30mm 的圓作為基圓,用 box 命令創(chuàng)建一個長方體作為從動件,為方便作圖,然后用 box
18、命令創(chuàng)建輔助桿件,并將輔助桿件的中心坐標(biāo)從其幾何中心位置移至基圓中心位置;使用 Align 命令將它們對齊,并最終確定它們的初始相對位置如圖 1 所示圖 12、繪制位移線圖在 TrackView 中, 將從動件沿其 Z 方向的移動軌跡按從動件運動規(guī)律編輯成如圖 2 所示的位移線圖。編輯的過程首先需要設(shè)置幾個關(guān)鍵點,然后根據(jù)從動件運動規(guī)律的要求,編輯各關(guān)鍵點的動畫值以及在關(guān)鍵點處的切線類型,將點擬合成所需要的運動曲線。當(dāng)移動時間滑塊時,從動件按要求的運動規(guī)律上下往復(fù)運動。圖 23、確定反轉(zhuǎn)過程中從動件的端部位置圖 3移動時間滑塊至某一點(如第 30 幀),如圖 3 所示,從動件將上升一段距離。使
19、用“SelectandUniformScale 命令并同時按下“shi 健將輔助桿件沿Y 軸方向伸長至從動件端部位置并復(fù)制。然后,用“Rotate命令將復(fù)制的輔助桿件反方向轉(zhuǎn)動 30o,如圖 4 所示。以同樣的方法確定出從動件端部的若干位置,如圖 5 所示。圖 45 5圖4、繪制凸輪工作輪廓打開捕捉。用“NURBSCurve/PointCurve 命令依次捕捉輔助桿件的端部位置,并畫平滑曲線即凸輪輪廓曲線。如圖 6 所示用“Extrude#令拉伸曲線,得盤形凸輪。如圖 7圖 73、2 凸輪機構(gòu)動態(tài)模擬建立凸輪機構(gòu)運動模型,可以將凸輪與從動件的轉(zhuǎn)動與往復(fù)移動分別按各自的運動規(guī)律設(shè)置成動畫,并且使兩個構(gòu)件在初始狀態(tài)處于正確的相對位置。這樣,當(dāng)動畫打開后,屏幕上所顯示的就儼然是凸輪的轉(zhuǎn)動帶動從動件往復(fù)移動了。由上面可知,從動件已經(jīng)是按要求
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 山東省煙臺市招遠(yuǎn)市2024-2025學(xué)年物理八上期末統(tǒng)考模擬試題含解析
- 廣東省深圳市南山區(qū)南山中學(xué)英文學(xué)校2025屆物理八上期末教學(xué)質(zhì)量檢測試題含解析
- 西藏達(dá)孜縣2024年九上化學(xué)期末檢測試題含解析
- 天津市寧河縣蘆臺五中2024年九上化學(xué)期末監(jiān)測模擬試題含解析
- 山東省臨沂經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)四校聯(lián)考2025屆八上數(shù)學(xué)期末質(zhì)量檢測試題含解析
- 餐飲連鎖股東合作協(xié)議及市場拓展與品牌推廣
- 金融投資入門:基礎(chǔ)知識與規(guī)范操作
- 游戲直播平臺運營策略分析
- 2025至2030全球及中國鎖匠軟件行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資戰(zhàn)略咨詢研究報告
- 幼兒園教師必 備彈唱技巧詳解
- 2025年廣東高考政治試卷真題答案詳解講評(課件)
- 卡口及道路交通智能監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計
- 2025年家庭照護(hù)師職業(yè)資格考試試題及答案
- 呼吸機相關(guān)性肺炎的預(yù)防和護(hù)理
- 2025年綏化市中考化學(xué)試題卷(含答案解析)
- 門診口腔院感基礎(chǔ)知識培訓(xùn)
- 危重病人觀察和護(hù)理要點
- 砌體工程培訓(xùn)課件
- GB/T 45719-2025半導(dǎo)體器件金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的熱載流子試驗
- 2025-2030中國醫(yī)藥商業(yè)行業(yè)盈利態(tài)勢與投資潛力分析報告
- 國家開放大學(xué)2024年春季學(xué)期期末統(tǒng)一考試《中文學(xué)科論文寫作》試題(試卷代號11332)
評論
0/150
提交評論